Содержание энергии в биогазе связано непосредственно с содержанием в нем метана. Чем больше метана содержится в биогазе, тем выше его калорийность. При этом, разные виды органического сырья имеют не одинаковое содержание метана, что объясняется, как характеристиками того или иного субстрата, так и используемыми техническими и технологическими решениями на биогазовой станции.
Ориентировочные показатели выхода биогаза из биомассы
Производство биогаза в биогазовых установках имеет много переменных, влияющих на выход биогаза и потенциальное производство энергии из биомассы.
В основном, выход биогаза зависит от состава и соотношения субстратов для биогазового производства. Важным является содержание питательных веществ в субстратах, в частности углеводов, жиров и белков, которые преобразуются микроорганизмами в метантенках биогазовой станции, преимущественно в метан, углекислый газ, воду и кислород.
С другой стороны, важными показателями являются содержание сухого вещества (СВ) и содержание органического сухого вещества (оСВ) в субстрате. Простыми словами: СВ — это свежая масса субстрата без содержания воды, а оСВ — сухое вещество без содержания сырой золы. СВ и оСВ субстратов являются важными факторами влияния на выход биогаза и метана, содержащегося в нем.
Ориентировочные значения содержания энергии и метана в различных субстратах
Приблизительное содержание метана в биогазе находится в пределах 50 — 75%. Содержание метана зависит от ряда факторов, среди которых: собственно тип и вид субстрата для биогазового производства, содержание питательных веществ в субстрате, техническое и технологическое решение биогазовой станции и др.
Энергия, которую можно выработать из биомассы измеряется в стандартных кубических метрах (Нм³) и соответствует примерно 10 киловатт-часам (кВт * ч). В зависимости от содержания метана, отличается и калорийность биогаза и составляет от 5 до 7,5 кВт * ч.
Кроме типа и вида сбраживаемого сырья на выход биогаза влияют такие параметры, как время пребывания субстрата в ферментере, температура сбраживания и подход к эксплуатации биогазовой станции.
Следует отметить, что значения содержания сухого вещества и органического сухого вещества — не постоянные показатели и могут меняться из года в год в зависимости от качества почвы, на которой выращиваются культуры, от погодных условий и т.д., соответственно имеют значительное влияние на выход биогаза.
Ориентировочные показатели выхода биогаза из тонны свежей массы (м³ / т СМ) и содержания метана в процентах некоторых наиболее распространенных в биогазовом производстве субстратов приведены на следующем графике (по данным FNR).
На данном графике представлены только некоторые субстраты для биогазового производства. Биогаз производится практически из любых субстратов органического/биологического происхождения, объединенных в четыре основные группы, а именно:
— биогаз из отходов животноводства (навоз твердый, навоз жидкий, помет)
— биогаз из отходов и остатков растениеводства/агропромышленного комплекса
— биогаз из возобновляемых энергетических культур (кукуруза, сильфий, суданская трава, сорго и т.д.)
— биогаз из компостированных остатков ухода за ландшафтом (листья, газонная трава и т.д.)